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  • TS2 CIRA - Rgulation/Instrumentation BTS CIRA

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    3) Boucles complexes1. Introduction 2

    1.1. Une mesure supplmentaire 2

    1.2. Une commande supplmentaire 2

    2. Rgulation mixte (chane ferme et chane ouverte) 2

    2.1. Prsentation 2

    2.2. Programmation sur T2550 2

    2.3. Dtermination thorique dun correcteur statique 3

    2.4. Dtermination pratique dun correcteur statique 3

    2.5. Exemple de rgulation mixte 3

    3. Rgulation cascade 4

    3.1. Prsentation 4

    3.2. Programmation sur T2550 4

    3.3. Cascade sur une grandeur intermdiaire 4

    3.4. Cascade sur la grandeur rglante 5

    4. Rgulation de rapport (ou de proportion) 6

    4.1. Prsentation 6

    4.2. Programmation sur T2550 6

    4.3. Exemple de boucle de proportion 6

    4.4. Exemple de calcul du gain k 7

    5. Rgulation parallle (override ou de limitation) 7

    5.1. Prsentation 7

    5.2. Programmation sur T2550 7

    5.3. Exemple de rgulation parallle 7

    6. Rgulation deux grandeurs rglantes (split range) 8

    6.1. Prsentation 8

    6.2. Rgulation deux grandeurs effets complmentaires 8

    6.3. Rgulation deux grandeurs effets antagonistes 8

    6.4. Programmation sur T2550 9

    6.5. Dtermination du sens daction du rgulateur 9

    6.6. Dtermination des quations de sortie 10

    7. Rgulation adaptative 10

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    .......................................................................................................................................

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    ...................................................................................................................................

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    ...............................................................................................................................................................

    .......................................................................................................................................

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    ...............................................................................................................................................................

    .....................................................................................

    .............................................................................................

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  • 3) Boucles complexes BTS CIRA

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    1. IntroductionOn a vu dans le chapitre prcdent que pour amliorer notre boucle de rgulation on peut tre amener ajouter une mesure, ou un organe de rglage. Ce chapitre dveloppera les diffrentes boucles complexes en sparant les diffrents types de mesure ajoutes et les diffrents organes de rglage.

    1.1. Une mesure supplmentaireOn peut classer les mesures ajoutes notre boucle simple en trois catgories:

    Les mesures de perturbations que lon ne peut pas contrler(boucle mixte) ; Les mesures intermdiaires que lon peut contrler laide de lorgane de rglage(boucle cascade) ; Les mesures permettant dobtenir une proportion(boucle de proportion) ; Les mesures ncessaires la mise en place dune boucle de scurit (boucle parallle).

    1.2. Une commande supplmentaireOn ne traitera quun cas qui utilise une commande supplmentaire; la boucle partage dtendue.

    2. Rgulation mixte (chane ferme et chane ouverte)2.1. PrsentationUne telle boucle est utile lorsquune perturbation a un poids important et que la mesure ne varie pas rapidement suite cette perturbation. Cette perturbation nest pas contrlable laide de lorgane de rglage utilise dans la boucle initiale. On utilise la mesure de cette perturbation pour compenser ses effets sur la grandeur rgle. Le systme peut alors tre reprsent de la manire suivante:

    w x+-

    C(p)y

    ++

    H(p) +-

    z Hz(p)

    G(p)

    Le correcteur de tendance G(p) peut tre un simple gain, un module avance/retard ou un oprateur plus complexe. Le rgulateur utilisera deux mesures (x et z), deux correcteurs (C(p) et G(p)). La mesure z est ajoute la boucle principale.

    2.2. Programmation sur T2550

    !"##$%&&'()*+,-

    .()/0"

    1234567480&6!400008094:;2!2

    EUROTHERMEUROTHERMEUROTHERMEUROTHERM Main (ROOT)File: T2550_02.DBF DB: T2550_02.DBF

    Issue: Date: 11/06/11Page: 1 of 14

    PV OPPV OP

    PV

    PV1

    PV2

    OP

    La boucle est compose de deux mesures (grandeur rgle et perturbation), dun correcteur PID, dun additionneur (ADD2) et dune sortie.

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    2.3. Dtermination thorique dun correcteur statiqueLe correcteur G(p) = A2 doit permettre lannulation de linfluence de la perturbation.

    On cherche avoir dxdz

    = 0 . Or x = Hz(p).z +H(p)G(p).z +H(p)C(p). Hz(p)+H(p)G(p) = 0 .

    Il faut donc prendre G(p) = A2 =Hz(0)H(p)

    .

    2.4. Dtermination pratique dun correcteur statique Choisir un point de fonctionnement et relever les valeurs de la mesure x1, la commande y1 et de la

    perturbation z1. Faire varier la perturbation z. Faire revenir la mesure la valeur x1. Relever les valeurs de la commande y2 et la perturbation z2. Le gain du correcteur statique est :

    A2 = y2 y1z2 z1

    2.5. Exemple de rgulation mixteLa mesure du dbit du liquide chauff permet d'anticiper la baisse de temprature engendre par son augmentation.

    Eau

    TT

    TI

    C

    FIT

    w

    Four

    Y

    xz

    TY

    1

    TY

    2

    +

    On observe lvolution de la temprature pour la mme augmentation du dbit, avec diffrentes solutions pour TY2.

    Sans tendance

    Module Gain

    Module AR

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    3. Rgulation cascade3.1. PrsentationUne rgulation cascade est compose de deux boucles imbriques. Une mesure supplmentaire est contrle par la boucle esclave qui utilise lorgane de rglage de la boucle initiale. La boucle matre contrle la grandeur rgle de la rgulation, sa commande est la consigne de la rgulation esclave.

    x1+ - C1(p) y1

    z Hz(p)

    H2(p) H1(p)+-

    C2(p)w1

    +- y2

    2w2

    Si la grandeur supplmentaire est la grandeur rglante de H1(p), on parle de cascade sur la grandeur rglante. Sinon, on parle de cascade sur une grandeur intermdiaire. Ce type de rgulation se justifie quand on a une grande inertie du systme vis--vis d'une perturbation sur la grandeur rglante, ou sur une grandeur intermdiaire.Il faut d'abord rgler la boucle interne, puis la boucle externe avec le rgulateur esclave ferme.

    3.2. Programmation sur T2550

    !"##$%&&'()*+,-

    .()/0"

    1234567480&6!400008094:;2!2

    .2&4,AO(T/

    EUROTHERMEUROTHERMEUROTHERMEUROTHERM Main (ROOT)File: T2550_02.DBF DB: T2550_02.DBF

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    PV OP

    PV

    OPPV RSP OP

    La boucle est compose de deux mesures (grandeur rgle de la boucle esclave et matre), de deux correcteurs PID et dune sortie. Ne pas oublier dactiver la consigne distance (EnaRem) et de la slectionner (SelRem) dans SelMode de la boucle esclave.

    3.3. Cascade sur une grandeur intermdiaireUn produit scher est soumis un de lair chaud pour faire baisser son taux dhumidit. Plus le temps pass dans le scheur par le produit scher sera grand, plus le taux dhumidit relative du produit sch sera bas. On contrle ce taux dhumidit en agissant sur la vitesse de la vis dArchimde. La temprature du produit est la grandeur rgle par la boucle esclave.

    M3

    MY

    MIC

    MTTTTIC

    Scheur

    Produit sch

    Produit scher

    Arrive air chaud

    vacuationair humide

    Transporteur hlice

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    3.4. Cascade sur la grandeur rglanteOn peut utiliser une rgulation cascade dans une rgulation de niveau. Le niveau dans le rservoir est la grandeur rgle par la boucle matre. Le dbit dalimentation est la grandeur rglante de la boucle matre et la grandeur rgle de la boucle esclave. La pression Pin est la principale perturbation de la boucle esclave. Qout est la principale perturbation de la boucle matre.

    S

    LTLIC

    FIC

    FT

    Qin Qout

    FV1

    Rservoir

    Pin

    On observe ci-aprs lvolution du niveau en rponse une variation de la pression Pin. Linfluence de cette mme perturbation a t observe pour une boucle simple et une boucle cascade. Lapport de la cascade est sans quivoque.

    Sans cascade

    Avec cascade

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    4. Rgulation de rapport (ou de proportion)4.1. PrsentationOn utilise une rgulation de rapport quand on veut un rapport constant entre deux grandeurs x1 et x2 (avec x2/x1 = constante). Dans l'exemple ci-dessous, la grandeur pilote x1 est utilise pour calculer la consigne de la boucle de rgulation de la grandeur x2.

    +

    -C(p)

    y2H2(p)

    H1(p)

    x1

    x2

    y1

    Kw2

    4.2. Programmation sur T2550La rgulation est compose de deux boucles (une boucle menante et une mene). La mesure de la menante sert au calcul de la consigne de la boucle mene. Il ne faut pas oublier dactiver la consigne distance (EnaRem) et de la slectionner (SelRem) dans SelMode de la boucle mene.

    !"##$%&&'()*+,-

    .()/0"

    1234567480&6!400008094:;2!2

    .2&7/*//

    6&&"I('*

    6+SS(*?/0"

    EUROTHERMEUROTHERMEUROTHERMEUROTHERM Main (ROOT)File: T2550_02.DBF DB: T2550_02.DBF

    Issue: Date: 13/06/11Page: 1 of 14

    PV PV

    PV PV

    PV

    PV1

    OP OP

    OP

    OP OP

    RSP

    4.3. Exemple de boucle de proportionOn peut utiliser une rgulation de rapport pour tablir le rapport air/combustible d'une rgulation de combustion.

    Brleur

    Qair

    Qgaz

    FT2

    FT1

    FIC1

    FIC2

    FY1

    k

    w1

    x1y1

    x2

    w2

    y2

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    S

    LTLICFIC

    FTQin Qout

    FV1Rservoir

    Pin

    FY

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